21 октября 2009 года.
На этой странице представлены предполагаемые обитатели кембрийской эпохи. Во время неё многие живые создания обзавелись скелетами и панцирями, которые доходят до наших дней в окаменевшем виде - именно по ним учёные смогли начать изучение жизни по её явным следам - окаменелостям - а не по косвенным - отпечаткам и следам. Именно по этому - этот период открывает новый эон в жизни Земли - эпоху явной жизни. Во время этого периода - наибольшего развития достигли членистоногие - в кембрии они занимали лидирующие позиции практически во всех экологических нишах и их представителем было самое крупное животное тех времён, являвшееся по совместительству и главным хищником - Аномалакарис. К концу же этого периода другие группы животных постепенно начали теснить членистоногих с их главенствующих позиций.
В кембрии водорослей было значительно больше, чем в предыдущие эпохи. Среди них встречались сине-зелёные, красные и известковые водоросли. Из всей растительности этого периода выделялись известковые водоросли - они часто жили вместе с археоциатами и строили совместно с ними различные минеральные постройки.
Беспозвоночные кембрия были, скорее всего, представлены червями и медузообразными существами. Об их внешнем виде судить довольно трудно, поскольку их организмы очень редко встречаются в окаменевшем состоянии. О них можно косвенно судить только по норкам в земле и отпечаткам, оставленным на ней.
Пока точно не ясно являлись ли все они или часть из них потомками более ранних Хайнаньской биоты и Эдиакарской фауны или они вновь появились из одноклеточных организмов. Возможно в это время черви уже начинали приспосабливаться к жизни в прибрежных регионах суши, на которые их вымывали волны океана. Но точных данных по этому поводу пока нет.
Важнейшим отличием этих животных от всех остальных обитателей морей кембрийского периода было наличие у них внутреннего минерализованного скелета - хорды, благодаря которой они и получили своё название. От этой группы животных ведут свою родословную все последующие позвоночные животные, в том числе и современные, в том числе и человек. Первыми хордовыми существами были бесчелюстные - животные похожие на современных миног.
Среди них можно отметить Хаикоуичтиса (Haikouichthys) - создание размером 2 - 3 см с вполне сформировавшимся черепом. На голове у него были расположены глаза, а также пазухи, выполнявшие обонятельную или слуховую функцию. Другим представителем этого семейства в кембрии была Пикаиа (Pikaia) - существо, напоминавшее современного ланцетника и считавшееся первым хордовым до открытия Хаикоуичтиса.
В начале кембрия моллюски были очень маленькими - 1 - 2 мм в длину, от них до нас дошли различные иглы, пластинки брони и трубки. Позднее их размеры начали увеличиваться, например, Одонтогрифус (Odontogriphus) достигал в длинну 12 см и представлял собой существо овальной формы с U-образным ртом на брюхе.
Среди других известных моллюскоподобных животных того времени можно отметить Халкиерию (Halkieria) - длинное существо, на каждом конце которого располагались крупные пластинки брони, а между ними на верхней части организма находились более мелкие перекрывающиеся бронечешуйки, образовывавшие панцирь. В конце кембрия в этом семействе появляются головоногие моллюски с незакрученной конической раковиной, которые ненадолго вытесняют членистоногих с позиций главных хищников тех эпох.
Членистоногие появились позднее всех представителей животного царства, но при этом сразу же в виде всех своих подтипов и классов. Это и ракообразные, и хелицеровые, и исчезнувшие трилобиты, а также множество других животных, точная систематизация которых до сих пор не ясна. При этом многих из этих животных нельзя было отнести к чистым членистоногим - например, у Аномалакариса - самого крупного животного тех времён, длинною около 70 см - ротовые части состоят из 4 концентрически сходящихся лепестков, которые не могут быть признаны видоизменёнными конечностями, что является одним из ключевых признаков членистоногих.
По этому можно предположить, что сразу же несколько видов животных начинают приобретать черты членистоногих и начинают играть ключевую роль в экосистемах кембрия. Так трилобиты, по видимому, становятся основными потребителями тех комков органики, которые поставляет на дно ракообразный планктон, и могут считаться одним из символов кембрийского периода, за свою необычную и запоминающуюся внешность.
К середине кембрия численность и разнообразие животных становится настолько велико, что появляется необходимость в крупных хищниках, которые могли бы контроллировать размеры их популяций. В конкурентную борьбу за эту вакансию вступают три вида животных - членистоногие, моллюски и хордовые. Первыми успеха добились членистоногие и почти весь кембрий они были главенствующими хищниками, однако в его конце их на этом посту сменили моллюски, но не на долго, позже членистоногие ещё скажут своё слово.
Губки одними из первых открыли летопись ископаемых кембрийского периода. Тогда их представляли археоциаты - по гречески это - "древние кубки" - они представляли собой небольшие двухслойные бокаллы, прикреплённые ко дну. Размер их колебался от нескольких миллиметров, до нескольких сантиметров, хотя в осадочных породах на территории Сибири найдены их гигантские ископаемые останки диаметром до 1,5 метров. Долгое время не было ясно - животные это или растения, или же их вообще стоит относить к отдельному царству. Сейчас же большинство учёных считают, что их нужно относить к губкам. Более того совсем недавно в Тихом Океане была найдена странная глубоководная губка Ваклетия (Vacletia), при ближайшем рассмотрении оказавшаяся дожившим до наших дней археоциатом. Пополнившим ряды "Живых Ископаемых", как кистепёрая рыба Латимерия и растение Гинкго.
Губки занимают совершенно особое положение в системе животного царства, они даже могут быть противопоставлены всем остальным животным - есть основания считать, что они произошли от другой группы бактерий, нежели все остальные животные. Губки по своему устройству не могут быть признаны многотканевыми, т.к. у них достаточно низкий уровень взаимодействия между клетками - это оставляет им только одну единственную роль - роль прикрепившихся ко дну пассивных фильтраторов. Они питаются за счёт того, что вода через стенки внизу трубки губки затеакет во внутреннюю полость и вытекает через верхнее отверстие. Это происходит за счёт того, что, при движении воды, на верху трубки создается как бы подкачка воды, которая и вытягивает воду из её внутренней полости. Для поддержания же такого вертикального положения, да ещё и в условиях течения воды, без сомнения, нужен был твёрдый скелет - минеральный или органический. По этому губки являются одними из первых многоклеточных живых созданий, обзаведшихся скелетом.
Расцвет и упадок археоциат приходится всего на 15 - 20 млн лет в начале кембрия - это очень небольшой по геологическим меркам отрезок времени. При этом на смену им никто не приходит - это наталкивает на мысль, что археоциаты использовали какой-то ресурс, который сначала был в избытке, затем вдруг резко сократился. Это, скорее всего, объясняется тем, что их расцвет пришёлся на тот относительно небольшой промежуток времени в начале кембрия, когда донные воды уже были достаточно обогащены кислородом, но в них всё ещё было очень много органической взвеси, которой и питались археоциаты. Затем же мутность глубинных вод резко уменьшилась и численность и разнообразие древних кубков начали резко уменьшаться. И позже они уже не достигали такого уровня распространения, как в начале кембрия.
Отличительной особенностью осадочных пород кембрийского периода, которая поражает всех исследователей, является то, что двигаясь от докембрийских пород, в которых практически нет ископаемых останков, мы вдруг натыкаемся на резкое увеличение различных окаменелостей в кембрийских отложениях. При этом минерализованные скелеты образуются не только у животных, но и у растений - известковые водоросли. Что же могло послужить причиной этой Скелетной Революции? Вообще отращивание скелетов и панцирей, хоть и является весьма полезным занятием, требует от живых созданий весьма высоких энергетических и минеральных вложений. Это значит, что в начале кембрия появились возможности для значительного увеличения уровня энергетического обмена.
Причиной этому могло быть или резкое увеличение количества пищи или резкое увеличение способности её усваивать. С количествами пищи - её и в докембрии было в избытке - огромные количества неокисленной органики выпадали в осадок - её никто не съедал. Значит увеличение количества пищи не могло быть причиной этого резкого скачка в развитии живых созданий. По этому наиболее вероятной причиной является то, что они смогли резко увеличить уровень своего энергетического обмена - это могло произойти только в случае резкого увеличения количества кислорода.
Осведомлённые читатели могут сказать: "Но в это время атмосфера уже была достаточно сильно насыщена кислородом," - атмосфера то - да, но что касается океанов - это не совсем так. Начнём немного издалека - всем вам знакома пыль, оседающая на столах и мебели, которую приходится периодически стирать с них. Дак вот - эта пыль оседает не только над поверхностью суши, но и над океанами, по этому однажды учёные решили использовать её для определения направления морских течений - ведь минеральный состав пыли в каждой точке Земли достаточно уникален. Казалось бы зачерпываешь в океане воду, анализируешь состав пыли в ней и узнаёшь откуда она сюда приплыла - и вот уже есть достаточно точное направление течения в этом месте.
Но каково же было удивление учёных, когда они обнаружили, что в океанических водах практически нет ни какой пыли. Быстро осесть на дно она не могла - пылинки слишком маленькие и лёгкие, чтобы пробиться сквозь толщу воды. Какова же причина того, что в океане практически нет пыли? Оказалось, что планы учёных расстроил планктон, прежде всего ракообразные его представители - эти крошечные создания выполняют титаническую работу по очищению всего океана от пыли, которая постоянно оседает на всей его поверхности. Без них океан был бы гораздо мутнее, чем сейчас и мы не смогли бы наслаждаться практически полностью прозрачными водами прибрежных лагун.
Какое отношение всё это имеет к кембрию и Скелетной Революции? - Дело в том, что в докембрийскую эпоху не было большого количества таких фильтраторов как планктон. А значит вся пыль, оседающая на поверхности океана, очень долго плавала в его водных просторах. Если прибавить к этому то, что на суше не было растительности и вся она размывалась дождями и водными потоками и разрушалась ветром, а затем вся эта пыль уносилась в море. То становится понятным, что в докембрийскую эпоху прибрежные регионы океанов - самые благоприятные места для развития жизни - представляли из себя мутные воды, насыщенные пылью по всей своей толще.
Чем мутнее же вода, тем на меньшую глубину она прогревается лучами Солнца, это значит, что фитопланктон, производящий кислород, мог заниматься своим делом только в очень небольшом поверхностном слое воды. Нижние же слои были лишены фитопланктона и значит они не насыщались кислородом, весь же живительный газ, поступавший из верхних слоёв воды, шёл на окисление органики, плававшей в их глубинах. По этому кислородная жизнь в докембрии могла существовать только в приповерхностных участках воды, глубины же доставались анаэробам, энергетические процессы которых очень малоэффективны, и не дают им не то что образовывать скелеты, но и лишают их возможности строить многоклеточные организмы. Бескислородность докембрийских глубинных и донных участков воды подтверждается огромным количеством осадочных пород тех времён, насыщенных неокисленной органикой.
И вот на границе докембрия и кембрия происходит знаменательное событие - в водах мирового океана начинают появляться огромные количества планктонных фильтраторов, которые поедали мутную взвесь и отправляли её на дно в виде плотноупакованных комков органики. Эти живые создания существовали и в докембрии, но тогда их было очень мало, на границе же этого периода и кембрия происходит настоящий взрыв - это подтверждается увеличением количества окаменевших комков органики и уменьшением содержания неокисленной органики в осадочных породах. Микроскопические рачки очищали поверхностные воды от взвеси, по этому они становились прозрачней и солнечный свет начинал всё глубже проникать в глубины океанов. Это вызывало расширение зоны, пригодной для жизни фитопланктона. Также уменьшение мутности в верхних слоях океана означало, что меньше пыли оседало в глубины и на его дно. Это, в свою очередь, уменьшало количество органики, на окисление которой нужен был кислород, вместе же с увеличением его поступления из верхних слоёв и поступлением плотных комков органики от планктона, это создавало в придонных водах условия для существования крупных животных. Которые сами перерабатывали поступающее сверху органическое вещество и тем самым ещё больше очищали глубинные воды и насыщали их кислородом. Далее этот процесс всё усиливался и усиливался и его уже можно было остановить только какими-нибудь глобальными катастрофическими явлениями, которых тогда не происходило. В результате он привёл к взрывному обогащению океанических вод кислородом и созданию условий к взрывному развитию живых созданий - что и произошло в начале кембрия.
У многих может возникнуть вопрос - почему подобных взрывных развитий жизни не происходило в следующие периоды жизни Земли, вплоть до сегодняшнего дня? Есть такая теория, что новому организму легче развиться в условиях, когда вокруг него нет конкурентов на его экологическую нишу - у него есть время отточить устройство своего организма и приспособиться к условиям окружающей среды. В тех же условиях, когда экологическая ниша уже занята, новому организму значительно труднее приспособиться к ней, т.к. его вытесняют старые, уже прижившиеся к её условиям, существа. На границе же докембрия и кембрия как раз и существовали такие условия - было вдоволь кислорода и еды и не было кокурентов, по этому организмы могли свободно приспосабливаться достаточно длительное время - им никто не мешал. По этому, раз появившись в начале кембрия, большинство современных групп живых созданий прочно удерживали и удерживают свои экологические ниши и не дают времени принципиально новым созданиям приспособиться к окружающей среде. Они лишь только изменялись внешне, внутри же оставясь теми же самыми кембрийцами. Конечно, новые группы живых созданий появлялись, но это происходило при занятии новых экологических ниш - например, при выходе жизни на сушу. Во времена же массовых исчезновений живых организмов с лица Земли, экологические ниши освобождались, но в этих случаях одна господствующая группа сменялась другой, существовавшей ранее. Принципиально в этом плане ничего не меняется уже около 500 млн лет.